KR102538729B1 - Vacuum Deposition Equipment and Methods for Coating Substrates - Google Patents
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- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
Abstract
본 발명은 금속 또는 금속 합금으로부터 형성된 코팅들을 주행하는 기재 (S) 에서 연속적으로 디포짓팅하기 위한 진공 디포지션 설비 (1) 에 관한 것으로서, 상기 진공 디포지션 설비는, - 금속 또는 금속 합금 증기를 공급하는 데 적합하고 증기화 파이프 (7) 를 포함하는 증기화 도가니 (4), - 상기 기재 (S) 를 주어진 경로 (P) 를 따라 통과하여 주행하게 하는 데 적합한 디포지션 챔버 (2) 및 - 상기 증기화 파이프를 상기 디포지션 챔버에 링크연결하는 증기 제트 코터 (3) 를 포함하고, 상기 증기 제트 코터는, - 재분할 챔버 (31) 로서, 상기 재분할 챔버 (31) 는 횡방향으로 상기 증기화 파이프로부터 그리고 상기 주어진 경로의 폭을 가로질러 연장되고 상기 재분할 챔버 내에 위치설정된 적어도 하나의 재가열 수단 (33) 을 포함하는, 상기 재분할 챔버 (31) 및, - 증기 유출구 오리피스 (32) 로서, 상기 증기 유출구 오리피스 (32) 는 상기 증기 유출구 오리피스를 상기 재분할 챔버에 링크연결하는 베이스 개구 (9), 증기가 상기 디포지션 챔버에 진출할 수 있는 상단 개구 (10) 및 상기 베이스 개구를 상기 상단 개구에 링크연결하는 두개의 측들 (11, 12) 을 포함하고, 상기 증기 유출구 오리피스의 측들은 상기 상단 개구의 방향으로 서로를 향해 수렴하는, 상기 증기 유출구 오리피스 (32) 를 추가로 포함한다.The present invention relates to a vacuum deposition installation (1) for continuously depositing coatings formed from a metal or metal alloy on a moving substrate (S), said vacuum deposition installation comprising: supplying metal or metal alloy vapor; a vaporization crucible (4) suitable for carrying out and comprising a vaporization pipe (7); - a deposition chamber (2) suitable for causing the substrate (S) to travel along a given path (P); a vapor jet coater (3) linking a vaporization pipe to the deposition chamber, said vapor jet coater comprising: - a re-division chamber (31), which transversely said repartitioning chamber (31), comprising at least one reheating means (33) extending from and across the width of said given path and positioned within said repartitioning chamber, and - a steam outlet orifice (32), said steam outlet An orifice (32) has a base opening (9) linking the vapor outlet orifice to the subdivision chamber, a top opening (10) through which vapor can exit the deposition chamber and linking the base opening to the top opening. and two sides (11, 12) of which the sides of the steam outlet orifice converge towards each other in the direction of the top opening, further comprising the steam outlet orifice (32).
Description
본 발명은 예를 들면 아연 및 아연-마그네슘 합금들과 같은 금속 또는 금속 합금들로부터 형성되는 코팅들을 기재 상에 디포짓팅하기 위한 진공 디포지션 설비에 관한 것이고, 상기 설비는 보다 구체적으로 강 스트립을 코팅하기 위해 의도된 것이지만 그에 제한되지 않는다. 본 발명은 또한 그 기재를 코팅하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum deposition plant for depositing on a substrate coatings formed from a metal or metal alloys, for example zinc and zinc-magnesium alloys, the plant more particularly coating a steel strip. It is intended to, but is not limited thereto. The invention also relates to a method for coating the substrate.
강 스트립과 같은, 기재 상에서, 최후에 합금들로 구성된 금속 코팅들을 디포짓팅하기 위한 다양한 프로세스들은 공지되어 있다. 이들 중에, 용융 도금 코팅, 전착 및 또한 다양한 진공 디포지션 프로세스들, 예를 들면 진공 증착 및 마그네트론 스퍼터링이 언급될 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION Various processes are known for depositing metallic coatings composed of alloys in the end, on a substrate, such as a steel strip. Among these, mention may be made of hot-dip coating, electrodeposition and also various vacuum deposition processes, for example vacuum deposition and magnetron sputtering.
500m/s 보다 큰 속도로 추진되는 금속성 증기 스프레이가 기재와 접촉하게 되는 강 기재의 연속적인 코팅을 위한 방법이 WO97/47782 및 WO2009/047333 으로부터 공지되어 있다. 그럼에도 불구하고, 아연 증기들은 응축하는 경향이 있고 이는 금속성 코팅에서 그리고 금속성 코팅 상에서 미세액적과 같은 결함들을 발생시킨다는 것이 발견되었다.Methods are known from WO97/47782 and WO2009/047333 for continuous coating of steel substrates in which a metallic vapor spray propelled at speeds greater than 500 m/s is brought into contact with the substrate. Nevertheless, it has been found that zinc vapors tend to condense and this causes defects such as microdroplets in and on metallic coatings.
본 발명의 목적은 따라서 금속 또는 금속 합금 증기들의 응축을 방지하는 진공 디포지션 설비를 제공함으로써 종래 기술 분야의 프로세스들 및 설비들의 단점들을 해결하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to address the disadvantages of prior art processes and installations by providing a vacuum deposition facility which prevents condensation of metal or metal alloy vapors.
이를 위해 본 발명의 제 1 주제는 금속 또는 금속 합금으로부터 형성된 코팅들을 주행하는 기재에서 연속적으로 디포짓팅하기 위한 진공 디포지션 설비에 관한 것으로서, 상기 진공 디포지션 설비는, 금속 또는 금속 합금 증기를 공급하는 데 적합하고 증기화 파이프를 포함하는 증기화 도가니, 상기 기재를 주어진 경로를 따라 통과하여 주행하게 하는 데 적합한 디포지션 챔버 및 상기 증기화 파이프를 상기 디포지션 챔버에 링크연결하는 증기 제트 코터를 포함하고, 상기 증기 제트 코터는,To this end, the first subject of the present invention relates to a vacuum deposition facility for continuously depositing coatings formed from metal or metal alloy on a moving substrate, wherein the vacuum deposition facility supplies metal or metal alloy vapor. a vaporization crucible adapted to form a vaporization pipe and comprising a vaporization pipe, a deposition chamber suitable for driving the substrate through a given path and a vapor jet coater linking the vaporization pipe to the deposition chamber; , the steam jet coater,
- 재분할 챔버로서, 상기 재분할 챔버는 횡방향으로 상기 증기화 파이프로부터 그리고 상기 주어진 경로의 폭을 가로질러 연장되고 상기 재분할 챔버 내에 위치설정된 적어도 하나의 재가열 수단을 포함하는, 상기 재분할 챔버 및,- a repartitioning chamber, the repartitioning chamber extending transversely from the vaporization pipe and across the width of the given path and comprising at least one reheating means positioned within the repartitioning chamber; and
- 증기 유출구 오리피스로서, 상기 증기 유출구 오리피스는 상기 증기 유출구 오리피스를 상기 재분할 챔버에 링크연결하는 베이스 개구, 증기가 상기 디포지션 챔버에 진출할 수 있는 상단 개구 및 상기 베이스 개구를 상기 상단 개구에 링크연결하는 두개의 측들을 포함하고, 상기 증기 유출구 오리피스의 측들은 상기 상단 개구의 방향으로 서로를 향해 수렴하는, 상기 증기 유출구 오리피스를 추가로 포함한다.- a vapor outlet orifice, comprising a base opening linking the vapor outlet orifice to the redivision chamber, a top opening through which vapor can exit the deposition chamber and linking the base opening to the top opening. and two sides of the steam outlet orifice converging towards each other in the direction of the top opening.
본 발명에 따른 설비는 또한 개별적으로 또는 조합으로 아래에 나열된 선택적인 특징들을 가질 수 있다.The installation according to the invention may also have the optional features listed below individually or in combination.
- 상기 증기 유출구 오리피스는 상기 증기 유출구 오리피스의 길이에 직각인 평면을 따르는 횡단면이 사다리꼴이고,- the steam outlet orifice is trapezoidal in cross section along a plane perpendicular to the length of the steam outlet orifice;
- 상기 증기 유출구 오리피스는 상기 증기 유출구 오리피스의 길이에 직각인 평면을 따르는 횡단면이 이등변 사다리꼴이고,- the steam outlet orifice is isosceles trapezoidal in cross section along a plane perpendicular to the length of the steam outlet orifice;
- 상기 이등변 사다리꼴의 베이스 각도는 60° 를 초과하는 값을 갖고, - the base angle of the isosceles trapezoid has a value greater than 60°,
- 상기 증기 유출구 오리피스의 측들은 상기 상단 개구의 방향으로 서로를 향해 기하급수적으로 수렴하고,- the sides of the steam outlet orifice exponentially converge toward each other in the direction of the top opening;
- 상기 베이스 개구와 각각의 측 사이의 각도는 상기 증기 유출구 오리피스의 진출구에서 60° 를 초과하는 값을 갖고,- the angle between the base opening and the respective side has a value greater than 60° at the exit of the steam outlet orifice;
- 상기 증기 유출구 오리피스의 상기 베이스 개구의 폭과 상기 상단 개구의 폭 사이의 비는 1.6 내지 2.4 이고,- the ratio between the width of the base opening and the width of the top opening of the steam outlet orifice is between 1.6 and 2.4;
- 측 길이와 베이스 개구 폭 사이의 비는 4 내지 8 이다.- the ratio between the side length and the base opening width is between 4 and 8;
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 다음의 설명에서 보다 상세하게 설명될 것이다.Other features and advantages of the present invention will be described in more detail in the description that follows.
본 발명은 참조로써, 단지 설명의 목적으로만 제공되고, 비제한적으로 의도된 다음의 설명을 정독한다면 보다 양호하게 이해될 것이다.The present invention will be better understood upon reading the following description, which is provided by reference and for purposes of explanation only and is not intended to be limiting.
- 도 1 은 본 발명에 따른 설비의 실시형태의 횡단면을 도시한다.
- 도 2 는 본 발명에 따른 증기 제트 코터의 실시형태의 횡단면을 도시한다.
- 도 3 은 종래 기술과 본 발명을 비교한 수치 모델링의 결과이다.- Figure 1 shows a cross-section of an embodiment of a plant according to the invention.
- Figure 2 shows a cross section of an embodiment of a steam jet coater according to the invention.
- Figure 3 is the result of numerical modeling comparing the prior art and the present invention.
본 출원에서 사용된 바와 같은 "하부", "아래에", "내향의", "내향으로", "외향의", "외향으로", "상류의", "하류의" 의 용어들은 설비가 진공 디포지션 라인에 설치되는 경우에 설비의 상이한 구성 요소들의 포지션들 및 배향들을 참조한다는 것에 주목해야 한다.As used in this application, the terms "lower", "below", "inward", "inwardly", "outwardly", "outwardly", "upstream", and "downstream" mean that the facility is It should be noted that reference is made to the positions and orientations of the different components of the plant when installed in a vacuum deposition line.
본 발명의 목적은 금속 또는 금속 합금들으로부터 형성된 코팅들을 기재 상에 디포짓팅하는 것이다. 목적은 특히 아연 또는 아연-마그네슘 코팅들을 얻는 것이다. 그러나, 프로세스는 바람직하게 하나의 단일 금속에 또는 금속 합금에 기초된 임의의 코팅을 포함하지만 그러한 코팅들에 제한되지 않고 그 원소들은 10% 초과만큼 상이하지 않은 욕 온도에서 증기 압력들을 갖는 데, 왜냐하면 그들의 개별적인 상대 함량의 제어가 그후 용이하게 되기 때문이다.It is an object of the present invention to deposit coatings formed from metals or metal alloys onto a substrate. The aim is in particular to obtain zinc or zinc-magnesium coatings. However, the process preferably includes, but is not limited to, any coating based on one single metal or metal alloy whose elements have vapor pressures at the bath temperature that do not differ by more than 10%, because This is because control of their respective relative contents is then facilitated.
언급한다면, 따라서 개별적으로 또는 조합으로 고려되어, 메인 원소로서 아연, 및 부가적인 원소(들) 로서, 예를 들면 크롬, 니켈, 티타늄, 망간, 마그네슘, 규소 및 알루미늄으로 제조되는 코팅들이 언급될 수 있다.Mention may therefore be made of coatings made of zinc as the main element, and of, for example, chromium, nickel, titanium, manganese, magnesium, silicon and aluminum, considered individually or in combination, as additional element(s). there is.
코팅의 두께는 바람직하게 0.1 내지 20 ㎛ 이다. 한편으로, 0.1 ㎛ 미만에서는 기재의 부식 방지가 불충분할 위험성이 존재한다. 다른 한편으로, 특히 자동차 또는 건설 분야에서 요구되는 부식 저항의 레벨을 갖도록 20 ㎛ 초과로 되는 것은 불필요하다. 일반적으로, 두께는 자동차 적용예에 대해 10 ㎛ 로 제한될 수 있다.The thickness of the coating is preferably between 0.1 and 20 μm. On the other hand, if the thickness is less than 0.1 μm, there is a risk that corrosion protection of the substrate will be insufficient. On the other hand, it is not necessary to go above 20 μm to have the level of corrosion resistance required, especially in the automotive or construction sector. Generally, the thickness may be limited to 10 μm for automotive applications.
도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 설비 (1) 는 처음에 디포지션 챔버 (2) 및 챔버를 통해 기재를 주행시키기 위한 수단을 포함한다.Referring to Figure 1, an installation 1 according to the present invention initially comprises a
이러한 디포지션 챔버 (2) 는 바람직하게 10-8 내지 10-3 bar 의 압력으로 유지되는 기밀식으로-밀봉가능한 박스이다. 그것은 예를 들면 강 스트립과 같은 기재 S 가 주행하는 방향으로 주어진 경로 P 를 따라 주행할 수 있는 진입구 로크 및 출구 로크 (이들은 도시 생략됨) 를 갖는다.This
기재 S 는 상기 기재의 형상 및 성질에 따라 임의의 적합한 수단에 의해 주행되게 할 수 있다. 강 스트립이 지지될 수 있는 로터리 지지 롤러 (3) 가 특히 사용될 수 있다.The substrate S can be driven by any suitable means depending on the shape and nature of the substrate. A
디포지션 챔버 (2) 에서, 코팅되어야 할 기재 S 의 면 옆에는, 증기 제트 코터 (3) 가 존재한다. 이러한 코터는 증기화 도가니 (4) 로부터 나오는 금속 합금 증기를 주행하는 기재 S 상에 스프레이하는 데 적절하다.In the
증기 제트 코터 (3) 는 증기화 도가니 (4) 상에 직접 장착되거나 장착되지 않는다. 증기화 도가니는 기재 S 에 디포짓팅될 증기를 발생시키는 금속 또는 금속 합금 욕을 수용하는 데 적합하고 금속성 증기를 증기 제트 코터에 공급하는 데 적합하다. 증기화 도가니 (4) 는 바람직하게 디포지션 챔버 (2) 에 위치된다.The vapor jet coater (3) is mounted directly on the vaporization crucible (4) or not. The vaporizing crucible is suitable for receiving a metal or metal alloy bath generating vapor to be deposited on the substrate S and for supplying the metallic vapor to a vapor jet coater. The vaporization crucible (4) is preferably located in the deposition chamber (2).
증기화 도가니 (4) 는 주로 포트 (5), 커버 (6) 및 일측에서 커버에 그리고 다른 측에서 증기 제트 코터 (3) 에 연결되는 증기화 파이프 (7) 로 이루어진다. 바람직하게, 증기화 장치와 이젝터 사이에 위치된 밸브는 금속성 증기 유동을 제어한다. 이들 상이한 부분들은 예를 들면 흑연으로 제조될 수 있다.The vaporization crucible 4 mainly consists of a
증기화 도가니 (4) 에는 금속성 증기를 형성하고 증기 제트 코터 (3) 에 제공하는 것을 가능하게 하는 가열 수단 (8) 이 제공된다. 증기화 도가니 (4) 에는 유리하게 금속 합금 욕의 교반 및 조성 균질화를 용이하게 하는 이점을 갖는 유도 가열기가 제공된다.The vaporization crucible 4 is provided with heating means 8 which makes it possible to form metallic vapor and provide it to the
증기 제트 코터 (3) 는 바람직하게 음속 증기 제트 코터, 즉 음속의 증기 제트를 생성할 수 있는 코터이다. 이러한 타입의 코터는 또한 일반적으로 JVD (제트 증기 디포지션) 디바이스로 칭해진다. 독자는 이러한 타입의 디바이스의 상세의 보다 완전한 설명을 위해 특허 출원 WO97/47782 및 WO2009/047333 을 참조할 수 있다.The
증기 제트 코터 (3) 는 유리하게 협소한 증기 유출구 오리피스 (32) 가 제공된 재분할 챔버 (31) 를 포함하고, 그 길이는 코팅될 기재의 폭에 가깝다. 재분할 챔버는 금속성 증기가 기재 폭을 따라 균질하게 분배되는 것을 허용한다. 실제적으로 말하면, 그것은 설비가 운행될 때 횡방향으로 증기화 파이프 (7) 로부터 그리고 경로 P 의 폭을 가로질러, 즉 기재 폭을 가로질러 연장된다. 그것은 바람직하게 기재의 모든 지점들이 코팅 디포지션의 균질성을 추가로 바람직하게 만드는 증기 제트 코터로부터 동일한 거리에 존재하도록 경로 P 에 평행하게 연장된다. 그것은 바람직하게 경로 P 를 가로질러 종방향으로 연장된 튜브의 형태이다. 이러한 챔버는 예를 들면 흑연으로 제조될 수 있다.The
재분할 챔버는 재분할 챔버 내에, 즉 재분할 챔버 (31) 의 측들에 의해 경계지워지는 공동에 위치설정되는 적어도 하나의 재가열 수단 (33) 을 추가로 포함한다. 그것은 재분할 챔버로 진입할 때 증기가 팽창된 후에 증기화 파이프로부터 나오는 증기를 재가열하는 것을 허용한다. 그것은 따라서 재분할 챔버에서의 응축을 방지한다. 재가열 수단은 재분할 챔버의 길이를 따라, 바람직하게 전체 길이를 따라 연장된다. 그것은 바람직하게 가열 카트리지의 형태이다. 재가열 수단의 포지션 및 수는 증기의 재가열을 최적화하도록 조정될 수 있다.The repartitioning chamber further comprises at least one reheating means 33 positioned within the repartitioning chamber, ie in a cavity bounded by the sides of the
증기 유출구 오리피스 (32) 는 바람직하게 길이로 그리고 폭으로 조정될 수 있는 기본적으로 슬롯이다. 그 폭을 조정하는 가능예는 증기 제트가 폭넓은 범위의 증기화된 금속 표면 온도들 및 따라서 폭넓은 범위의 증기화 레이트들 내에서 유지되는 것을 가능하게 한다. 추가로, 코팅될 기재의 폭에 대해 그 길이를 조정하는 가능예는 증기화된 금속의 손실을 최소화하는 것을 가능하게 한다.The
도 2 를 참조하면, 그 길이에 직각인 평면을 따르는 횡단면에서, 증기 유출구 오리피스는 증기 유출구 오리피스를 재분할 챔버에 링크연결하도록 재분할 챔버 (31) 의 벽에서 커팅된 베이스 개구 (9), 증기가 디포지션 챔버에 진출할 수 있는 상단 개구 (10) 및 베이스 개구를 상단 개구에 링크연결하는 두개의 측들 (11, 12) 을 포함한다. 상단 개구 (10) 는 바람직하게 경로 P 에 평행한 평면에 위치되어 금속 또는 금속 합금 증기들이 기재에 보다 균질하게 디포짓팅된다.Referring to Figure 2, in a cross section along a plane perpendicular to its length, the steam outlet orifice has a base opening 9 cut in the wall of the repartitioning
놀랍게도 증기 제트 코터 (3) 에서 그리고 증기화 파이프 (7) 에서 금속 또는 금속 합금 증기들의 응축의 위험성은 증기 유출구 오리피스 (32) 의 측들 (11, 12) 이 상단 개구의 방향으로 서로를 향해 수렴된다면 효과적으로 방지된다는 것이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 임의의 과학적 이론에 얽매이지 않고, 본 발명자들은 증기 유출구 오리피스 (32) 의 진출구에서 이러한 폭 규제가 그러한 지점 전에 응축을 방지하는 증기 유출구 오리피스 (32) 의 진출구에서 음파 쇼크를 국지화하는 효과를 갖는다고 이해한다.Surprisingly, the risk of condensation of metal or metal alloy vapors in the
"서로를 향해 수렴하는" 은 증기 유출구 오리피스의 상단 개구 폭이 베이스 개구 폭보다 작다는 것을 의미한다. 그것은 측들의 형상을 제한하지 않는다. 측들은 예를 들면, 직선 라인들, 만곡된 라인들 또는 양쪽의 조합일 수 있다."Converging towards each other" means that the top opening width of the steam outlet orifice is smaller than the base opening width. It does not limit the shape of the sides. The sides can be, for example, straight lines, curved lines or a combination of both.
본 발명의 제 1 변형예에 따르면, 횡단면에서 증기 유출구 오리피스 (32) 의 형상은 사다리꼴이다. 그러한 경우에, 오리피스의 일반적인 형상을 고려하면, 이는 사다리꼴의 작은 베이스가 증기 유출구 오리피스 (32) 의 진출구에 위치된다는 것을 의미한다. 오리피스의 이러한 선형 단축은 균질하고 점진적으로 증기 제트를 가속화하는 데 지원한다. 산업적 관점에서, 이러한 형상은 제조의 용이성과 효율성 사이에 양호한 보상을 제공한다. According to the first variant of the present invention, the shape of the
보다 바람직하게, 횡단면에서 증기 유출구 오리피스 (32) 의 형상은 이등변 사다리꼴, 즉 측들 (11, 12) 이 동일한 길이를 갖고, 베이스 각도들이 동일한 치수를 갖는 사다리꼴이다. 반사 대칭으로 인해, 증기 유출구 오리피스를 진출하는 증기 제트는 보다 균질하게 된다.More preferably, the shape of the
바람직하게 베이스 각도는 60° 를 초과하고, 보다 바람직하게 80° 를 초과하는 값을 갖는다. 이는 기재에서 증기 제트를 포커싱하는 데 지원한다.Preferably the base angle has a value greater than 60°, more preferably greater than 80°. This assists in focusing the vapor jet at the substrate.
바람직하게, 증기 유출구 오리피스의 베이스 개구 (9) 와 상단 개구 (10) 사이의 비는 1.6 내지 2.4 이다. 이는 오리피스의 형상으로부터 기인하는 압력 손실을 최소화하면서 증기 유출구 오리피스의 진출구에서 음파 충격을 효과적으로 만든다는 것이 발견되었다.Preferably, the ratio between the base opening 9 and the
바람직하게, 측 길이와 베이스 개구 폭 사이의 비는 4 내지 8 이다. 이러한 비로 인해, 증기 제트의 플러스 라인들은 재분할 챔버 (31) 와 증기 유출구 오리피스 (32) 사이의 접합부에서 방해받은 후에 안정화되는 시간을 갖는다.Preferably, the ratio between the side length and the base opening width is between 4 and 8. Due to this ratio, the positive lines of the vapor jets have time to stabilize after being disturbed at the junction between the
본 발명의 제 2 변형예에 따르면 증기 유출구 오리피스 (32) 의 측들 (11, 12) 은 상단 개구 (10) 의 방향으로 서로를 향해 기하급수적으로 수렴한다. "기하급수적으로 수렴하는" 은 각각의 측이 횡단면에서 기하급수적 (exponential) 형상을 갖는다는 것을 의미한다. 이러한 형상은 재분할 챔버와 증기 유출구 오리피스 사이의 전이를 유리하게 한다. 증기 제트의 플럭스 라인들은 따라서 재분할 챔버와 증기 유출구 오리피스 사이의 접합부에서 보다 덜 방해받는다.According to the second variant of the invention the
바람직하게, 두개의 측들 (11, 12) 은 동일한 기하급수적 형상을 갖는다. 반사 대칭으로 인해, 증기 유출구 오리피스를 진출하는 증기 제트는 보다 균질하게 된다.Preferably, the two
바람직하게, 베이스 개구 (10) 와 측 사이의 각도는 증기 유출구 오리피스의 진출구에서 60° 를 초과하고, 보다 바람직하게 80° 를 초과하는 값을 갖는다. 이는 기재에서 증기 제트를 포커싱하는 데 지원한다.Preferably, the angle between the
바람직하게. 증기 유출구 오리피스의 베이스 개구 (9) 의 폭과 상단 개구 (10) 의 폭 사이의 비는 1.6 내지 2.4 이다. 이는 오리피스의 형상으로부터 기인하는 압력 손실을 최소화하면서 증기 유출구 오리피스의 진출구에서 음파 충격을 효과적으로 만든다는 것이 발견되었다.preferably. The ratio between the width of the base opening 9 and the width of the
바람직하게, 측 길이와 베이스 개구 폭 사이의 비는 4 내지 8 이다. 이러한 비로 인해, 증기 제트의 플럭스 라인들은 재분할 챔버와 증기 유출구 오리피스 사이의 접합부에서 방해받은 후에 안정화되는 시간을 갖는다.Preferably, the ratio between the side length and the base opening width is between 4 and 8. Due to this ratio, the flux lines of the steam jet have time to stabilize after being disturbed at the junction between the re-division chamber and the steam outlet orifice.
양쪽 변형예들에서, 상단 개구 (10) 의 폭은 산업적 진공 디포지션 설비에서 요구되는 유량에 따라 조정된다. 본 기술 분야의 당업자는 유량을 제어하는 다른 파라미터에 따라, 특히 수치 모델링에 기초하여 이러한 폭을 조정하는 방법을 알 것이다.In both variants, the width of the
양쪽 변형예들에서, 베이스 개구 (9) 의 폭 및 상단 개구 (10) 의 폭은 기재에서 금속 또는 금속 합금 증기들의 균질한 디포지션을 유리하게 하도록 증기 유출구 오리피스 (32) 의 길이를 따라 바람직하게 일정하다.In both variants, the width of the base opening 9 and the width of the
바람직하게, 증기 유출구 오리피스의 두개의 측들 (11, 12) 은 그것들에서 금속 또는 금속 합금 증기들의 응축 위험성을 제한하도록 가열된다.Preferably, the two
수치 모델링은 본 발명에 따른 증기 유출구 오리피스를 포함하는 설비의 효율성을 평가하도록 실행된다.Numerical modeling was performed to evaluate the effectiveness of a facility incorporating a steam outlet orifice according to the present invention.
모델은 협소한 증기 유출구 오리피스 (32) 가 제공된 추출 챔버 (31) 를 포함하는 증기 제트 코터 (3) 에 연결된 증기화 파이프 (7) 를 포함하는 설비에 적용된다. 특히, 모델은 다음의 값들에 기초하여 적용되었다:The model applies to a facility comprising a
- 증기화될 금속: 아연,- metals to be vaporized: zinc,
- 증기화 파이프의 진입부에서의 압력: 5869 Pa,- pressure at the entry of the vaporization pipe: 5869 Pa;
- 증기화 파이프의 진입부에서의 온도: 953K - Temperature at the entrance of the vaporization pipe: 953K
- 측들이 온도: 1042K- Sides temperature: 1042K
- 아연 유량: 170 g/s- Zinc flow: 170 g/s
- 완전히 개방된 증기 밸브- fully open steam valve
도 3 의 a) 는 직사각형 횡단면의 증기 유출구 오리피스 (32) 로 얻어진 결과들을 도시하고, 베이스 개구 및 상단 개구는 양쪽이 24 mm 이고, 오리피스는 1750mm 의 길이를 갖는다.Figure 3a) shows the results obtained with a
도 3 의 b) 는 횡단면이 이등변 사다리꼴인 증기 유출구 오리피스 (32) 로 얻어진 결과들을 도시하고, 베이스 개구는 48mm 이고, 상단 개구는 24mm 이고 측들은 100mm 이다.Figure 3b) shows the results obtained with the
양쪽 도면들에 대해, 그레이 레벨은 응축의 위험성을 나타낸다. 보다 어둡다면, 보다 높은 응축 위험성을 나타낸다.For both figures, the gray level represents the risk of condensation. If it is darker, it indicates a higher risk of condensation.
도 3 의 a) 및 도 3 의 b) 를 비교할 때 명백한 바와 같이, 아연은 직사각형 유출구 오리피스에 응축되는 한편 사다리꼴 유출구 오리피스에서 응축하지 않는다.As is evident when comparing FIGS. 3 a) and 3 b), zinc condenses on the rectangular outlet orifice while not condensing on the trapezoidal outlet orifice.
본 발명에 따른 설비는 보다 구체적으로 사전코팅된되거나 또는 노출된 금속 스트립들의 처리에 적용되지만 그에 제한되지 않는다. 물론, 본 발명에 따른 프로세스는 임의의 코팅된 또는 코팅되지 않은 기재, 예를 들면 알루미늄 스트립, 아연 스트립, 구리 스트립, 유리 스트립 또는 세라믹 스트립에 대해 사용될 수 있다.The plant according to the invention applies more specifically to, but is not limited to, the treatment of pre-coated or bare metal strips. Of course, the process according to the present invention can be used for any coated or uncoated substrate, for example aluminum strip, zinc strip, copper strip, glass strip or ceramic strip.
Claims (8)
상기 진공 디포지션 설비는,
- 금속 또는 금속 합금 증기를 공급하는 데 적합하고 증기화 파이프 (7) 를 포함하는 증기화 도가니 (4),
- 상기 기재 (S) 를 주어진 경로 (P) 를 따라 통과하여 주행하게 하는 데 적합한 디포지션 챔버 (2) 및
- 상기 증기화 파이프를 상기 디포지션 챔버에 링크연결하는 증기 제트 코터 (3) 를 포함하고,
상기 증기 제트 코터는,
- 재분할 챔버 (31) 로서, 상기 재분할 챔버 (31) 는 횡방향으로 상기 증기화 파이프로부터 그리고 상기 주어진 경로의 폭을 가로질러 연장되고 상기 재분할 챔버 내에 위치설정된 가열 카트리지 형태의 적어도 하나의 재가열 수단 (33) 을 포함하는, 상기 재분할 챔버 (31) 및,
- 증기 유출구 오리피스 (32) 로서, 상기 증기 유출구 오리피스 (32) 는 상기 증기 유출구 오리피스를 상기 재분할 챔버에 링크연결하는 베이스 개구 (9), 증기가 상기 디포지션 챔버에 진출할 수 있는 상단 개구 (10) 및 상기 베이스 개구를 상기 상단 개구에 링크연결하는 두개의 측들 (11, 12) 을 포함하고, 상기 증기 유출구 오리피스의 측들은 상기 상단 개구의 방향으로 서로를 향해 수렴하는, 상기 증기 유출구 오리피스 (32) 를 추가로 포함하는, 진공 디포지션 설비.As a vacuum deposition facility (1) for continuously depositing coatings formed from metal or metal alloys on a moving substrate (S),
The vacuum deposition equipment,
- a vaporization crucible (4) suitable for supplying metal or metal alloy vapor and comprising a vaporization pipe (7);
- a deposition chamber (2) suitable for driving the substrate (S) therethrough along a given path (P) and
- a vapor jet coater (3) linking the vaporization pipe to the deposition chamber;
The steam jet coater,
- a repartitioning chamber 31, which extends transversely from the vaporization pipe and across the width of the given path and at least one reheating means in the form of a heating cartridge positioned in the repartitioning chamber ( 33), the re-partitioning chamber 31, and
- a vapor outlet orifice (32), a base opening (9) linking the vapor outlet orifice to the repartitioning chamber, a top opening (10) through which vapor can exit the deposition chamber ) and two sides (11, 12) linking the base opening to the top opening, the sides of the steam outlet orifice converging towards each other in the direction of the top opening. ), vacuum deposition equipment further comprising.
상기 증기 유출구 오리피스는 상기 주어진 경로의 폭 방향에 수직인 평면을 따르는 횡단면이 사다리꼴인, 진공 디포지션 설비.According to claim 1,
The vapor outlet orifice is trapezoidal in cross section along a plane perpendicular to the width direction of the given path.
상기 증기 유출구 오리피스는 상기 주어진 경로의 폭 방향에 수직인 평면을 따르는 횡단면이 이등변 사다리꼴인, 진공 디포지션 설비.According to claim 2,
Wherein the steam outlet orifice has an isosceles trapezoidal cross section along a plane perpendicular to the width direction of the given path.
상기 이등변 사다리꼴의 베이스 각도는 60° 를 초과하는 값을 갖는, 진공 디포지션 설비.According to claim 3,
The base angle of the isosceles trapezoid has a value exceeding 60 °, vacuum deposition equipment.
상기 증기 유출구 오리피스 (32) 의 측들 (11, 12) 은 상기 상단 개구 (10) 의 방향으로 서로를 향해 기하급수적으로 수렴하는, 진공 디포지션 설비.According to claim 1,
wherein the sides (11, 12) of the vapor outlet orifice (32) converge exponentially toward each other in the direction of the top opening (10).
상기 베이스 개구 (9) 와 각각의 측 (11, 12) 사이의 각도는 상기 증기 유출구 오리피스의 진출구에서 60° 를 초과하는 값을 갖는, 진공 디포지션 설비.According to claim 5,
wherein the angle between the base opening (9) and each side (11, 12) has a value exceeding 60° at the exit of the steam outlet orifice.
상기 증기 유출구 오리피스의 상기 베이스 개구 (9) 의 폭과 상기 상단 개구 (10) 의 폭 사이의 비는 1.6 내지 2.4 인, 진공 디포지션 설비.According to any one of claims 1 to 6,
wherein the ratio between the width of the base opening (9) and the width of the top opening (10) of the vapor outlet orifice is 1.6 to 2.4.
측 길이와 베이스 개구 폭 사이의 비는 4 내지 8 인, 진공 디포지션 설비.
According to any one of claims 1 to 6,
The ratio between the side length and the base opening width is 4 to 8, vacuum deposition equipment.
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